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以锅炉风机为研究对象，利用NUMECA 软件对其叶片进行开缝数值模拟，结果表明，开缝对风机内部流场有一定优化作用，并依据叶轮流场和风机性能的改善情况，确定了较优的开缝角度和开缝位置，在较优开缝方案下，流体在流道出口的速度比较均匀一致，且风机全压提高4.25%，效率提高1.49%。气体流经锅炉风机叶轮前盘与集流器之间的走漏形成循环活动，白白消耗掉叶轮的能量。

风机属于通用机械类。它们广泛应用于国民经济的各个部门。风机是工农业生产不可缺少的设备。据统计，风机用电量约占***总用电量的9%。目前，离心风机在我国能源系统中占有很大的比重。风机数值计算和测量的效率特性曲线表明，斜槽离心风机的设计流量为0。因此，提高离心风机的性能对于工矿企业节能增效具有重要意义。锅炉风机的节能方法主要是从运行调整和结构改造两个方面进行的，对运行调节的研究非常广泛；锅炉风机结构改造主要包括换流器的安装、动静叶的改造等，目前对风机叶片开槽技术的研究还不多见。而且工程应用不广泛。清华大学等人通过对长、短叶片的开槽，使离心风机的性能曲线变平，区变宽，使非设计性能更好。对叶片弦缝进行了研究，改善了叶栅周围的压力分布，降低了总压损失15.8%。研究了吸入点和回流点的位置，即狭缝的位置，并提出了良好的建议。杨科等人对航空工业风力机的开槽问题进行了研究。模拟了不同攻角下的上、下风面开槽和自下而上的开槽。分析了不同工况下的流场和流线分布。结果表明，开槽对改善风力机静失速特性非常有益。

锅炉风机广泛应用于冶金、化工、钢铁、水泥等重工业。增大前向离心风机叶片的出口安装角，不仅可以提高风机的总压，而且可以增加噪声，降低风机的效率。其结构特点是整体结构紧凑，叶轮宽径比小，内、外径比小，长、短叶片分布均匀，压力系数高，流量系数小，因此常用于高压、小流量场合。针对风机效率低、加工工艺复杂等缺点，提出了一种改进的风机效率设计方案，并采用CFD数值计算方法进行了分析验证。

本文对风机进行改进和设计的主要思路是利用N-S方程和SSTK-U湍流模型计算斜槽风机样机的流量。数值计算结果与原始测量数据吻合较好，证明了该计算模型和数值计算方法的可行性。通过对锅炉风机不同截面的等值线和流线的观测，分析了叶轮通道内流动损失的原因。通过控制叶片吸力面边界层的分离，降低了风机的内部流动损失。基于锅炉风机的历史运行数据，提出了一种基于模糊RBF***网络的离心风机建模方法。针对风机内部流动状况，提出了三种不同的改进方案。在改进方案不能满足性能要求的情况下，对风机进行了重新设计。为了使风机叶片通道内的流动更加合理，根据叶轮通道截面面积逐渐变化的原理，建立了风机叶片型线形成的数学模型，并根据该数学模型完成了风机叶片型线的设计。风机叶片的设计采用“双圆弧”成形方法，不仅简化了风机的加工工艺，而且使风机的总压力提高到5257pa，效率提高到68%。后介绍了离心风机的瞬态计算方法，分析了瞬态计算中时间步长的选择原则。采用瞬态数值方法对新设计的风机内部流动进行了数值模拟。在瞬态计算结果稳定后，锅炉风机采用FW-H模型计算了设计风机的气动噪声，远场噪声值为58dB。

离心风机的叶片结构主要包括叶片的形状和叶片的组合。根据叶片出口安装角度的不同，风机可分为前向型、径向型和后向型三种。为了改善叶轮流道内的流动状况，国内外学者对叶轮叶型和叶片结构进行了大量的研究。2013年，Wu Gengli等人[46]采用“双圆弧段”叶片。通过对叶片与恒速叶片的比较，结果表明，双圆弧叶片离心风机可以获得更宽的稳定工作范围和更高的总压。黄东涛等。锅炉风机采用长短叶片开槽技术，提高风机总压，降低风机噪音。目前，只有一些简单的流动机理可以研究，如室内空气流动、静水中的气泡上升、颗粒与筒体在流动过程中的碰撞磨损等。通过控制锅炉风机主叶片的数量，增加了主叶片中的短叶片，减少了叶片通道中的回流损失，从而提高了风机的效率。本文在前人研究成果的基础上，根据叶轮流道截面逐渐变化的原理，采用叶片型线成形法，将斜槽风机样机的“多弧S形叶片”改进为“双弧”叶片，并采用双弧拼接的方法，将叶片型线成形为“双弧”叶片。两个部分的叶片剖面详细介绍了风机各部件结构参数的选择和设计过程。

一台带有循环通道和扩散器的后向锅炉风机的噪声值。利用FW-H噪声计算模型和实验方法，得到了风机叶片和扩压器表面的表面力脉动和垂直速度。得到了噪声计算所需的数据，成功有效地完成了风机噪声预测任务。锅炉风机在瞬态流场稳定后，用ffowcs-williams-hawkings方程计算设计风机的气动噪声，该方程主要描述了流场与动壁相互作用产生的气动噪声。在声学模拟理论的基础上，得到了运动固体边界与流体相互作用产生的噪声。方程右边的三个项分别代表流体。流体边界处的位移噪声、波动噪声和体积噪声分别属于单极源、偶极源和四极源。本文计算的流体是不可压缩的，单极和四极的源项可以忽略不计。斜槽离心风机的压力特性曲线表明，离心风机的总压力没有单调变化，但随着风机流量的增加，斜槽离心风机的总压力减小。锅炉风机噪声的计算和结果分析表明，在设计风机出口外的计算区，有1100Hz的声压峰值，声压值为58dB。噪声观测点在距叶轮旋转中心2米4米处产生。风机噪声值的计算表明，1100Hz时有一个声压峰值。在远场噪声计算中，随着受流点到叶轮中心距离的增加，风机噪声值呈下降趋势。